宋国亮 上海铁路局工务处

京沪高铁CN42号码道岔尖轨更换施工技术

宋国亮 上海铁路局工务处

以全国首例的京沪高铁扬州线路所2号道岔直尖轨现场更换为例进行分析，介绍现场采用的实用有效吊装、运输、更换施工技术，并对该技术加以分析阐述，为今后高速铁路大号码道岔伤损轨件更换施工提供参考依据。

高速铁路；道岔尖轨；更换施工

1 概况

扬州线路所2号道岔位于京沪高铁上行线K981+187～K981+344.2 km处，该组道岔为新铁德奥无砟轨道P60-1/42单开道岔，图号CN-6142AS，道岔全长157.2 m，尖轨长47.248 m，尖轨材质R350HT，位于桥梁地段，锁定轨温25℃。2016年3月14日检查发现该组道岔直尖轨30-32号枕位置尖轨非工作边侧，轨面下5 mm左右，存在水平裂纹，水平裂纹位于距尖轨尖端13 383 mm处（30#-32#枕尖轨断面宽度范围为29 mm～34 mm），裂纹长度1 250 mm，裂纹垂直深度距尖轨顶面约4 mm，水平深度约7 mm～8 mm，现场急需更换。国内缺乏高速铁路大号码道岔尖轨更换施工实践经验，本文总结了现场采用的实用有效吊装、运输、更换施工技术，且施工时间控制在天窗点以内，完全满足运营铁路现场更换要求，为今后高速铁路大号码道岔伤损轨件更换施工提供参考依据。

2 现场更换施工技术

2.1 施工方案

现场更换1根直尖轨（47.248 m）和1根不少小20 m的P60导轨，现场施工分三阶段四个施工天窗分步实施，如图1所示：

图1 现场更换尖轨和导轨示意图

2.1.1 卸新尖轨、线下焊接（1个天窗）因尖轨长达47.248 m，卸尖轨、导轨采用本线4组平板车联挂运输，两组16 t轨道吊在邻线利用2根12 m扁担梁吊卸的方法，新尖轨和新导轨卸于本线道心，卸轨完成后将新尖轨与跟端不小于20 mP60钢轨1根进行线下德铝焊连并打磨、探伤。

2.1.2 更换尖轨、回收旧轨（1个天窗）

为防止尖轨侧翻，更换尖轨采用人工拨轨为主，轨道吊在邻线配合的方法进行。封锁点内拆除道岔直尖轨及后部直导轨各部位联接零件，松开扣件，割除旧尖轨，轨道吊吊除旧轨，人工拨入新轨并焊接、打磨、探伤。

2.1.3 道岔综合测量与综合整治（2个天窗）

更换尖轨后对道岔平纵线型、轨道几何尺寸、尖轨降低值进行全面检测，根据检测情况进行道岔精调、工电联整、降低值调整、接头精磨、几何尺寸恢复等，确保道岔各项质量指标满足常速列车运行条件。

2.2 施工准备

2.2.1 专业分工

工务专业：负责制定方案并报批、劳力组织准备、施工计划提报、施工登销记、现场防护设置、新旧钢轨的吊装、运输、更换、焊接、打磨、探伤与施工协调、现场指挥等。

电务专业：负责道岔锁闭装置等联接杆件的拆装与调试，以及后期的工电联合整治。

供电专业：负责施工所需供电单元的停电、现场接地与施工后的接触网参数的测试与调整。

2.2.2 施工前准备与现场安排

（1）施工前准备：一是由工务部门负责下发与电务、供电等单位的施工配合单，并联系好相关配合事项；二是提前与车站沟通，明确轨道车转线计划；三是提前对尖轨跟端限位器大螺栓等进行涂油、预松以及对作业范围外的扣件进行复拧；四是为方便现场线下焊接对轨、与更换时拨轨，提前测量该道岔相关部位硫化垫板间距与尖轨底与轨道板间的高度，加工制作相应尺寸的垫木（分别为70 mm厚与110 mm厚，并考虑到拨轨时电务电机勾头高度影响，多制作6块200 mm厚垫木）；五是考虑卸轨后的次日列车运行影响，防止新卸下的钢轨受列车振动产生位移与跳动，加工制作拉杆6根，分别安装在新尖轨前端、中端与后端；六是现场进行交底与测量，重点解决钢轨吊装过程中与接触网影响的关系；七是提前对更换的钢轨件母材进行探伤。

（2）劳力组织：该施工以蚌埠南高铁线桥车间为施工主体车间，检查监控车间、运输车间配合施工。现场各组人员安排如下：

①防护组：7人，驻站联络员1人，现场防护6人（正反向及现场防护，重点是轨道车组作业移动过程中的安全控制）。

②现场作业组：第一个天窗10人，负责新尖轨卸轨前的轨下垫木摆放、新尖轨的拨直对位、以及线下焊接后钢轨件的固定。第二个天窗25-30人，负责换轨前连接70 mm2铜导线，松开施工范围内的扣件、限位器螺栓、拉杆等，拨入新轨、换轨后根据施工前标注尺寸，调整轨道几何尺寸及尖轨降低值。杜绝换轨后存在较大的几何尺寸超限，杜绝存在小断面尖轨高于基本轨。第三个天窗10人，负责尖轨的打磨和尖轨降低值、几何尺寸再次测量。第四个天窗10人，负责工电联整及综合整治作业。

③钢轨组：5人，负责钢轨焊接、焊缝打磨以及旧尖轨的切割。

④探伤组：1人，负责钢轨焊缝探伤。

⑤吊装组：负责将新钢轨吊入道心，以及旧钢轨回收。因尖轨长达47.248 m，为防止长尖轨在吊装、运输过程中出现变形等，吊装、运输是整个更换施工过程中的重中之重，吊装方案选比如表1所示。

表1 吊装方案选比表

本次吊装方案选用的为2台轨道车牵引2台16 t轨道吊车+2台轨道车牵引4辆平板车并配备2根12 m标准扁担梁进行吊装的方法，将新尖轨和新导轨卸于本线道心，卸轨完成后将新尖轨与跟端不小于20 mP60导轨1根进行线下德铝焊连并打磨、探伤。现场吊装示意如图2、图3、图4。

图2 21 m导轨吊卸示意图

图3 新尖轨吊起示意图

图4 卸尖轨示意图

2.2.3 主要机具及材料（见表2）

2.3 施工限速条件

施工地段位于京沪高铁上行线，线路允许速度310 km/h。利用施工天窗，卸轨后至换轨结束前限速80 km/h。电务、供电配合施工。

换轨施工开通后第1列限速45km/h、第2列限速80km/h、第3列限速120 km/h，第4列起至道岔工电联整及综合精调作业结束前限速160 km/h。

道岔综合精调作业施工开通后，第一天限速200 km/h、第二天限速250 km/h，其后恢复常速。

表2 主要工机具、材料表

2.3 现场吊卸与更换施工流程

2.3.1 现场吊卸流程

（1）施工命令下达后，重型轨道吊车与平板车同步驶入指定地点待命，并按规定设置防护。

（2）施工命令下达后，人工在道岔预定位置每2.4m放置垫木（本项工作应在本线重型轨道车到达前完成）。

（3）确认接触网停电接地后，进行卸轨。

①上行线轨道车组接近施工地点处停车，京端轨道车摘解，沪端轨道车牵引平板车对位更换位置；下行轨道吊车在对应位置使用扁担梁起吊尖轨。

②上行轨道车向沪端移动，使平板车移出尖轨空间；轨道吊将尖轨落下，放在道心；然后轨道吊再将扁担梁吊起至高出平板车位置。

③上行轨道车推运平板车回位，轨道吊将扁担梁放入平板车。

④上下行轨道车移到合适位置，比照以上程序，卸下钢轨。

⑤上下行轨道车恢复编组，返回。

（4）对新卸下钢轨进行拨直及线下对位进行焊接、打磨、焊缝探伤。

（5）对焊接后的尖轨使用4-6根拉杆固定，防止次日列车运营过程中钢轨件横移和串动。

具体流程如图5所示。

2.3.2 现场更换施工流程

（1）施工命令下达后重型轨道车到达邻线对应位置准备吊除旧轨。

图5 现场卸轨施工网络流程图

（2）现场连接70 mm2短路铜线，与信号楼确认红光带，待停电命令下达后，确认验电接地已做好。

（3）现场记录轨温，拆除钩锁器、松扣件、拆除限位器；电务施工人员同时拆除换轨范围内导线及尖轨范围内所有连接杆件。

（4）使用切割机按在龙门处指定位置切割旧轨，待电务拆除所有尖轨连接杆件后将旧尖轨拨离基本轨，使用气割割断旧尖轨。

（5）轨道吊在下行将分段切割好的旧轨吊上平板车并做好加固。

（6）利用抬钳与撬棍（8把抬钳、10根撬棍），人工将新轨拨入槽并对位，安装扣件。

（7）现场复核新轨尺寸，确认新轨切口位置，切割新轨。

（8）进行钢轨焊接、打磨、焊缝探伤。

（9）电务施工人员安装尖轨连接杆件及导线处所钻孔倒棱并连接导线，对施工地段信号进行检测、调试道岔。

（10）焊缝确认无伤损后，调整轨道几何尺寸，测量尖轨降低值，清理焊接废弃物，清点工机具、材料，焊接机具装运，轨道车返回。

（11）对作业质量进行回检，通知供电作业完毕，清点作业机具，确定无材料机具遗留，撤除防护，作业人员由指定通道门撤出线路，锁闭通道门，施工负责人通知驻站联络员开通线路。现场更换施工流程如图6所示。

图6 现场换轨施工网络流程图

2.4 相关技术标准

卸轨后轨顶不高于钢轨面10 mm，距直尖轨一侧钢轨作用边横距不少于400 mm。轨距调整标准范围是+1 mm～-1 mm，轨距递减率不大于1/1500；10 m范围内高低最大矢度值不得大于1 mm，30 m范围内高低最大矢度值不得大于2 mm；10 m范围内水平相差不大得于0.5 mm；6.25 m范围内扭曲不得大于1 mm，曲线尖轨圆顺平滑无硬弯，尖轨相对于基本轨降低值不得超过±1 mm。扣件扭力矩各种螺栓标准要求扭矩达标，道岔扣板螺栓扭力矩300 N.m～350 N.m，限位器螺栓扭力矩1 000 N.m。焊缝打磨质量：顶面0.3 mm-0.5 mm/1 m，作用边0 mm-0.3 mm/1 m。转辙部位间隙容许偏差值见表3。牵引点动程符合规范标准。铝热焊焊缝距承轨台边缘不得小于100 mm，左右股单元轨节锁定焊接头相错量不宜超过100 mm。

表3 转辙部位间隙容许偏差

3 结论与展望

扬州线路所2号道岔尖轨更换，为全国首例高速铁路无砟轨道大号码道岔尖轨更换，此次施工从天窗时间控制、现场吊装技术、现场安全控制、现场作业流程控制、现场作业质量控制、现场协调配合等各方面均比较成功。其中卸轨时垫木的使用，有效的提高了线下焊质量和拨轨效率；绝缘拉杆的使用，有效地保证钢轨件卸在道心后不影响次日列车运行安全。扁担梁的使用，有效的保证了尖轨在吊装过程中不发生钢轨弯折，保证了尖轨的平顺。

今后为减少因大号码道岔伤损件更换对行车组织的影响，势必要研发出高速铁路大号码道岔撤叉、尖轨等大部件吊装、运输、铺设的新型换铺装备，通过自动化和智能化控制技术，实现现场大号码道岔伤损设备智能化快速更换。

[1]张杰，徐伟昌.高速铁路无砟道岔辙叉更换施工技术[J].上海铁道科技，[2012]，(1)：78-80.

[2]张小东.铁路站场道岔更换多部门联合施工浅谈[J].山西建材，[2015]，（3）：216-221.

责任编辑：宋飞 张建强

来稿时间：2016-08-17